sự tích lũy Cd trong rau cải canh, cải củ và đậu côve leo
Cũng như Pb, Cd là một nguyên tố khơng cần thiết đối với cây trồng và sự có mặt của Cd trong cây sẽ theo chuỗi thức ăn mà ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Tiến hành tưới nước chứa Cd theo các hàm lượng khác nhau: 0 - 0,01 - 0,1 - 0,5 ppm cho 3 loại rau nghiên cứu và theo dõi năng suất rau, hàm lượng Cd trong rau và trong đất chúng tôi thấy:
* Ảnh hưởng của sự có mặt Cd trong nước tưới đến năng suất rau
Năng suất (g/vại) 250 200 a a a a b a b a a c a 150 100 50 0
Cải canh Cải củ Đậu côve leo
0 0.01ppm Cd 0.1ppm Cd 0.5 ppm Cd
Hình 3.08: Ảnh hưởng của hàm lượng Cd trong nước tưới đến năng suất cải canh, cải củ và đậu cơve leo (Thí nghiệm chậu vại - năm 2003 và 2004).
nước ≥ 0,1 ppm lại làm giảm năng suất (hình 3.08):
Cải canh: nước tưới chứa Cd đã làm tăng năng suất cải canh so với đối chứng (tưới nước sạch). Nhưng việc tăng nồng độ Cd trong nước tưới trong phạm vi thí nghiệm khơng làm biến đổi năng suất cải canh. Năng suất cải canh ở các công thức tưới nước chứa Cd là 144 gam/vại, trong khi đó ở cơng thức đối chứng là 128 g/vại.
Cải củ: Năng suất cải củ lại chịu tác động của lượng Cd trong nước tưới: Tưới bằng nước có hàm lượng Cd 0,1 ppm làm giảm năng suất cải củ so với ĐC (tưới nước sạch). Năng suất cải củ khi tưới nước sạch (ĐC) là 230 g/cây, khi tưới nước chứa 0,1ppm Cd (công thức 3) khối lượng cây giảm xuống 201,6 gam/cây, khi tưới nước chứa 0,5 ppm Cd (công thức 4), năng suất cây chỉ đạt 186,9 g/cây, trọng lượng củ chỉ đạt 40 - 50 gam/củ.
Kết quả nghiên cứu của Moustakas và cs, 2001[90] với cải củ trên nền đất bón Cd theo các mức 0 - 5 - 10 - 20 mg Cd/kg đất cho thấy không ảnh hưởng đến năng suất cải củ. Nhưng khi Velitchka Georgieva và cs (1996) [117] bón ở các mức cao (15 và 30 mg Cd/kg đất) thì thấy Cd đã làm giảm sinh trưởng và năng suất cải củ.
Như vậy khi Cd có mặt trong mơi trường (đất hoặc nước) với nồng độ cao sẽ hạn chế sinh trưởng và năng suất của rau cải củ.
Với đậu côve leo: với mức nồng độ Cd trong nước tưới của thí nghiệm năng suất quả đậu côve leo không bị ảnh hưởng; năng suất giữa công thức tưới nước sạch (ĐC) và các cơng thức tưới nước có bổ sung Cd khơng có sự khác biệt. Năng suất quả đậu côve leo dao động trong khoảng 200 – 210 g/vại.
Kết quả theo dõi việc tích lũy Cd trong phần ăn được của 3 loại rau khi tưới bằng nước có hàm lượng Cd khác nhau thể hiện ở bảng 3.11 và hình 3.09:
Sự tăng hàm lượng Cd trong nước tưới có quan hệ chặt chẽ với sự tích lũy Cd trong 3 loại rau nghiên cứu.
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của hàm lượng Cd trong nước tưới đến sự tích lũy Cd trong cải canh, cải củ và đậu cơve leo
(Thí nghiệm chậu vại trong nhà che nilon - Năm 2003 và năm 2004)
Công thức
Hàm lượng trong rau (mg/kg tươi)
Lá cải canh Cải củ Quả đậu côve
Lá Củ 1.ĐC 0,0063c ± 5.10-3 0,0025c± 10 -3 0d 0,0002d ± 2.10-4 2.0,01ppmCd 0,0135c ± 3.10-3 0,0062c ± 4.10-4 0,0005c ± 6.10-5 0,0059c ± 6.10-4 3.0,1ppm Cd 0,3906b ± 25.10-3 0,0813b ± 10-2 0,0036b ± 35.10-5 0,0107b ± 5.10-4 4.0,5ppm Cd 0,5898a ± 22.10-3 0,1388a ± 2.10-2 0,0094a ± 79.10-5 0,0129a ± 6.10-4 Ghi chú: - Những chữ cái khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa ở mức P < 0,05
- Hàm lượng Cd cho phép trong rau an toàn là ≤ 0,02 [33].
Rau cải canh: Ở công thức tưới nước sạch (ĐC) hàm lượng Cd trong lá cải canh là 0,0063 mg/kg tươi, khi tưới nước chứa 0,01 ppm Cd thì hàm lượng Cd trong lá cải canh là 0,0135 mg/kg tươi, đến công thức tưới nước chứa 0,1 ppm Cd thì hàm lượng Cd trong rau là 0,3906 mg/kg tươi, gấp 28,9 lần so với công thức 2 và 62 lần so với công thức tưới nước sạch (ĐC). Đặc biệt ở mức áp dụng cao nhất của thí nghiệm tưới nước chứa 0,5ppm Cd thì hàm lượng Cd trong lá cải canh là 0,5898 mg/kg rau tươi, gấp 44 lần so với công thức 2 (tưới
phần thương phẩm. Điều này cũng đã được các tác giả nước ngoài khẳng định: cây cải canh (Thlaspi caerulescens) nằm trong nhóm thực vật siêu tích luỹ (hyperaccumulator) Cd từ mơi trường (Angle, 2005 [60]; Ejaz ul Islam và cs, 2007 [79]; Fang – JieZhao, 2002 [81]; Ma J.F và cs, 2005 [93]; Wang và cs, 2006 [114]). Như vậy từ kết quả của thí nghiệm: cây cải canh vàng (giống TG) của Việt Nam cũng có thể được xếp vào danh mục các cây trồng loại bỏ ô nhiễm Cd dùng trong Phytoremdiation. Cây cải canh có khả năng sinh trưởng nhanh, thời gian sinh trưởng ngắn nên có thể trồng nhiều vụ trong năm, sinh trưởng tốt nhất trong vụ Đơng Xn và thích hợp với khí hậu nhiệt đới như ở Việt Nam nên rất dễ áp dụng. Với điều kiện đất trồng rau của Thái Nguyên để giảm bớt lượng Cd trong đất, hạn chế nguy cơ ơ nhiễm đất thì hiện tại có thể bố trí ln canh cải canh với các cây trồng khác ở những nơi có hàm lượng Cd cao. Hàm lượng Cd (mg/kg) 0.6 0.4 0.2 TCCPvới rau 0.0
Đất Rau Đất Lá cải c ủ Củ cải củ Đất Rau
CẢI XANH CẢI CỦ ĐẬU CÔVE
ĐC 0.01ppm Cd 0.1ppm Cd 0.5ppm Cd
Hình 3.09: Ảnh hưởng của hàm lượng Cd trong nước tưới đến sự tích lũy Cd trong đất trồng và trong rau cải canh, cải củ, đậu côve leo
thức tưới nước chứa Cd và đạt cao nhất ở công thức tưới 0,5ppm Cd. Nhưng khác với sử dụng nước tưới Pb, hàm lượng Cd trong nước tưới có xu hướng đi vào cây nhiều hơn là tích lũy trong đất, đặc biệt ở mức tưới Cd ≥ 0,1ppm, hàm lượng trong rau gấp khoảng 3 - 5 lần hàm lượng trong đất (hình 3.09):
+ Hàm lượng Cd trong đất ở cơng thức tưới 0,1ppm Cd là 0,1315 mg/kg trong khi đó trong rau hàm lượng Cd trong rau là 0,3906 mg/kg tươi.
+ Ở công thức tưới nước chứa 0,5ppm Cd hàm lượng Cd trong đất là 0,1980 mg/kg trong khi đó hàm lượng Cd trong rau là 0,5989 mg/kg.
- Với cải củ: Cũng giống như Pb, tưới bằng nước chứa Cd với nồng độ tăng dần làm tăng hàm lượng Cd trong đất và trong rau. Hàm lượng Cd trong đất trồng ở các cơng thức tưới nước có Cd đều cao hơn trong rau.
Cũng giống như trường hợp tưới bằng nước chứa Pb, Cd đi vào lá cải củ cũng nhiều hơn đi vào củ cải củ. Công thức 3 (tưới nước chứa 0,1ppm Cd) thì hàm lượng Cd trong lá cải củ là 0,0813 mg/kg rau tươi, gấp 22,5 lần hàm lượng Cd trong củ cải củ (0,0036 mg/kg rau tươi) và gấp 4 lần TCCP. Công thức tưới 0,5 ppm Cd hàm lượng Cd trong lá là 0,1388 mg/kg rau tươi vượt TCCP 6,94 lần, trong khi đó hàm lượng Cd trong củ cải củ là 0,0094 mg/kg rau tươi thấp hơn 14,8 lần so với trong lá và thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng giới hạn cho phép (<0,02 mg/kg tươi).
- Với đậu côve leo: Nước tưới chứa hàm lượng Cd khác nhau có ảnh hưởng đến sự tích lũy Cd trong quả đậu côve leo nhưng mức độ tương quan không cao như với cải canh và cải củ. Hàm lượng Cd trong quả đậu cơve leo có tăng lên theo hàm lượng Cd trong nước tưới nhưng cũng như củ cải củ ở tất cả các mức áp dụng của thí nghiệm đều có hàm lượng Cd trong quả
đậu vẫn nằm ở ngưỡng an tồn. Cao nhất tìm thấy ở cơng thức 4 (nước tưới chứa 0,5 ppm Cd) mà hàm lượng Cd trong quả đậu côve vẫn chỉ là 0,0129 mg/kg quả tươi.
Như vậy trong điều kiện thí nghiệm chậu – vại: nước tưới chứa Cd đã ảnh hưởng trực tiếp đến sự tích lũy Cd trong rau. Hàm lượng Cd trong các loại rau nghiên cứu đều tăng lên khi tăng lượng Cd trong nước tưới. Tuy vậy mức độ tích lũy Cd trong các loại rau thương phẩm cũng có khác nhau. Tính trên bộ phận sử dụng của rau, có thể sắp xếp mức độ hấp thu Cd từ nước tưới theo thứ tự như sau: lá cải canh > lá cải củ > quả đậu côve leo > củ cải củ. Ashley Senn, Paul Milham (2007) [63] qua thí nghiệm của mình cũng đã cho nhận xét: Trong cùng một điều kiện thí nghiệm rau ăn lá như rau diếp, cải bắp và các cây rau thuộc họ rau dền bộ phận thương phẩm chứa nhiều Cd hơn rau ăn rễ như cà rốt và rau ăn thân như khoai tây, rau ăn quả như cà chua và ớt Cd đi vào bộ phận thương phẩm ít nhất.
Kết quả 2 vụ thí nghiệm trong chậu khẳng định: Giới hạn cho phép về hàm lượng Cd trong nước tưới là ≤ 0,01 ppm theo TCVN 6773 - 2000 hoàn toàn phù hợp với rau cải canh và cải củ ăn lá, cịn với cải củ ăn củ và đậu cơve leo có thể giới hạn ở mức cao hơn. Theo kết quả của đề tài chúng tôi xin đề xuất giới hạn hàm lượng Cd trong nước sử dụng cho cải củ ăn củ và đậu côve leo là ≤ 0,5 ppm.